Відомі дорогоцінні камені: вчені з'ясували, звідки насправді беруться сапфіри

Протягом багатьох років сапфіри знаходили у вулканічних відкладеннях, де магма з мантії Землі протягом тривалого періоду часу піднімається в кору та утворює розплави, багаті натрієм і калієм. Хоча вулканічні процеси ймовірно відіграють роль у створенні відомих дорогоцінних каменів, точне походження сапфірів залишалося загадкою. Вчені не могли визначити, чи утворюються сапфіри тільки в мантії, чи створюються в корі під час підйому магми. Автори дослідження, опублікованого в журналі Contributions to Mineralogy and Petrology, знайшли відповідь на це питання, пише ScienceAlert.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Сапфіри є дорогоцінним камінням переважно синього кольору і є різновидом такого мінералу, як корунд. Сапфіри — це оксид алюмінію, що складається з трьох атомів кисню і двох — алюмінію. Синій, найпопулярніший, колір сапфірам надають домішки заліза і титану.

Вчені хотіли з'ясувати, чи створюються сапфіри у верхній частині мантії Землі, чи все ж таки в нижній частині кори планети, а потім магма виштовхує їх ближче до поверхні. Одна з теорій свідчить, що сапфіри утворюються при дуже високій температурі і тиску в корі Землі.

Автори дослідження вивчили пару сотень сапфірів, виявлених на території гірського масиву Айфель у Німеччині. Там є ділянка, яка була сформована сильною вулканічною активністю в далекому минулому.

Вчені вивчили включення рутилу (оксиду титану) і циркону в сапфірах, а також співвідношення ізотопів кисню в оксиді алюмінію. Завдяки цьому можна зрозуміти, як і де відбулося формування дорогоцінного каменю.

При утворенні рутила і циркону вони включають уран, який піддається радіоактивному розпаду з відомою швидкістю. Можна вивчити співвідношення урану всередині мінералу, щоб визначити, як довго цей уран розпадався.

Ізотопами хімічних елементів називаються атоми з різною кількістю нейтронів. Дослідники вивчили два ізотопи кисню — кисень-16 і кисень-18. Перший є найпоширенішою формою кисню на Землі, а другий є більш поширеним у мінералах із нижньої кори, ніж у мінералах із мантії нашої планети.

Дослідження показало, що сапфіри мали співвідношення кисню, які можна виявити, як у манії, так і в корі. Вивчення урану показало, що дорогоцінне каміння утворилося в той самий час, коли відбувалася вулканічна активність, яка доставила його на поверхню.

Автори дійшли висновку, що сапфіри утворилися у верхній частині кори на глибині не більше 7 км. Частина каменів була створена магмою з мантії, яка розплавляла породу в міру її просування. Таким чином сапфіри отримали виявлені співвідношення ізотопів. Але інші сапфіри утворилися, коли магма повністю проникала в породу у верхній корі й під дією високих температур і тиску виникли дорогоцінні камені.

Як уже писав Фокус, вчені створили скло, яке самостійно відновлюється після пошкодження. Вчені створили форму скла, яка може відновлюватися після пошкодження гамма-випромінюванням.

Також Фокус писав про те, де в Сонячній системі зафіксовано найнижчу температуру. Виявляється, це місце розташоване набагато ближче до Сонця, ніж найхолодніша планета в нашій планетарній системі.